人教版高中物理必修1课后习题 第四章 习题课 用牛顿运动定律解决几类典型问题.docVIP

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习题课:用牛顿运动定律解决几类典型问题

课后篇巩固提升

基础巩固

1.

(多选)如图所示,铁球A和铁块B之间由弹簧相连,并用细线OA挂在天花板上,A、B的质量分别为m和2m,弹簧的劲度系数为k,整个系统静止,下述说法正确的是()

A.细线对铁球A的拉力大小为mg

B.弹簧的长度为2mg

C.弹簧的弹力大小为2mg

D.某时刻烧断细绳OA,该时刻铁球A的加速度大小为3g

解析将A、B看成整体,根据平衡条件可知FT=(m+2m)g=3mg,故选项A错误;设弹簧的伸长量为g,则x=2mgk

答案CD

2.

如图所示,弹簧测力计外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m的重物,现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为()

A.mg B.mm

C.m0m0+m

解析设弹簧测力计的示数为FT,以弹簧测力计和重物为研究对象,根据牛顿第二定律有F-(m+m0)g=(m+m0)a,解得a=Fm+m0-g。以重物为研究对象,根据牛顿第二定律有FT-mg=ma,由以上几式可得FT

答案D

3.如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧的长度为L1;若将A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为L2。若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是()

A.L2L1

B.L2L1

C.L2=L1

D.由于A、B的质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系

解析A、B在粗糙水平面上运动时,利用整体法和隔离法进行研究,对A、B整体,根据牛顿第二定律有:a=FmA+mB-μg;对物体B,根据牛顿第二定律得:kBa,解得:x=m

答案C

4.

如图所示,两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2作用,而且F1F2,则1施于2的作用力大小为()

A.F1 B.F2

C.12(F1+F2) D.12(F1-F

解析将物体1、2看作一个整体,其所受合力为F合=F1-F2,设物体1、2的质量均为m,

由牛顿第二定律得F1-F2=2ma,所以a=F1

由牛顿第二定律得F12-F2=ma,所以F12=F2+ma=F1

答案C

5.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不致下滑,车厢至少应以多大的加速度前进()

A.gμ B.μg C.μ

解析

分析物体受力如图,物体不下滑,Ff为静摩擦力,在竖直方向Ff=mg;水平方向FN=ma,而Ff≤μFN,可求得a≥gμ

答案A

6.

如图所示,用细线竖直悬挂一质量为M的杆,质量为m的小环套在杆上,它与杆间有摩擦,环由静止释放后沿杆下滑过程中加速度大小为a,则环下滑过程中细线对杆的拉力大小为()

A.Mg

B.Mg+mg

C.Mg+mg-ma

D.Mg+mg+ma

解析对环m应用牛顿第二定律得mg-Ff=ma,解得Ff=mg-ma,对杆M有Mg+Ff-FT=0,解得FT=Mg+mg-ma,C正确。

答案C

7.如图所示,质量分别为m1和m2的物块A、B,用劲度系数为k的轻弹簧相连。当用恒力F沿倾角为θ的固定光滑斜面向上拉两物块,使之共同加速运动时,弹簧的伸长量为多少?

解析对整体分析得:F-(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a ①

隔离A得:k1a ②

联立①②得x=m1

答案m

能力提升

1.如图所示,质量分别为mA和mB的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在细线被剪断瞬间A、B两球的加速度大小分别为()

A.都等于g2 B.0和

C.(mA+m

解析在剪断绳子之前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力与A的重力沿斜面的分力相等。在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生改变,故弹力不变仍为A的重力沿斜面上的分力。故A球的加速度为零;在剪断绳子之前,B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力,在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,对B球进行受力分析,则B受到重力、弹簧的向下拉力、支持力。所以根据牛顿第二定律得,aB=mA

答案D

2.甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛,正僵持不下,如图所示。如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为5000N,同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600N。绳上的A、B两点分别位于甲1和乙1、乙1和乙2之间。不考虑绳子的质量。下面说法正确的是()

A.A处绳上的张力为10000N

B.B处绳上的张力为4